Materials conductors en instal·lacions elèctriques

Els cables de coure, alumini, els seus aliatges i ferro (acer) s'utilitzen com a peces conductores en instal·lacions elèctriques.

El coure és un dels millors materials conductors. Densitat del coure a 20 ° C 8,95 g / cm3, punt de fusió 1083 ° C. El coure és químicament lleugerament actiu, però es dissol fàcilment en àcid nítric i es dissol en àcids clorhídric i sulfúric diluït només en presència d'oxidants (oxigen). A l'aire, el coure es cobreix ràpidament amb una fina capa d'òxid de color fosc, però aquesta oxidació no penetra profundament en el metall i serveix com a protecció contra la corrosió addicional. El coure es presta bé per forjar i rodar sense escalfar.

Per a la producció de cables elèctrics lingots de coure electrolític aplicat que contenen un 99,93% de coure pur.

La conductivitat elèctrica del coure depèn molt de la quantitat i tipus d'impureses i, en menor mesura, del tractament mecànic i tèrmic. La resistència del coure a 20 °C és de 0,0172-0,018 ohms x mm2/m.

Per a la producció de cables, s'utilitza coure tou, semidur o dur amb un pes específic de 8,9, 8,95 i 8,96 g / cm.3, respectivament.

El coure en aliatges amb altres metalls és molt utilitzat per a la producció de peces vives... Els aliatges següents són els més utilitzats.

Llautó - un aliatge de coure amb zinc, amb un contingut d'almenys el 50% de coure a l'aliatge, amb addicions d'altres metalls. Resistència llautó 0,031 — 0,079 ohm x mm2/m. Distingeix entre llautó: llautó vermell amb un contingut de coure superior al 72% (té alta plasticitat, propietats anticorrosió i antifricció) i llautó especial amb addicions d'alumini, estany, plom o manganès.

Contacte de llautó

Bronze - un aliatge de coure i estany amb additius de diversos metalls. Segons el contingut del component principal de bronze de l'aliatge, s'anomenen estany, alumini, silici, fòsfor, cadmi. Resistència del bronze 0,021 — 0,052 ohm x mm2/m.

El llautó i els bronzes es distingeixen per bones propietats mecàniques i fisicoquímiques. Són fàcils de processar per fosa i pressió, resistents a la corrosió atmosfèrica.

Alumini - pel que fa a les seves qualitats, el segon material conductor després del coure. Punt de fusió 659,8 ° C. Densitat de l'alumini a 20 ° — 2,7 g / cm3... L'alumini és fàcil de colar i funciona bé. A una temperatura de 100 a 150 ° C, l'alumini és forjat i dúctil (es pot enrotllar en làmines de fins a 0,01 mm de gruix).

La conductivitat elèctrica de l'alumini depèn molt de les impureses i poc del tractament mecànic i tèrmic. Com més pura sigui la composició d'alumini, més gran és la seva conductivitat elèctrica i millor resistència a l'atac químic.El mecanitzat, el laminat i el recuit tenen un efecte significatiu en la resistència mecànica de l'alumini. El treball en fred de l'alumini augmenta la seva duresa, elasticitat i resistència a la tracció. Resistència de l'alumini a 20 °C 0,026 — 0,029 ohm x mm2/m.

Quan es substitueix el coure per alumini, la secció transversal del cable s'ha d'augmentar en relació a la conductivitat, és a dir, en 1,63 vegades.

Amb la mateixa conductivitat, el cable d'alumini serà 2 vegades més lleuger que el coure.

Per a la producció de cables, s'utilitza alumini, que conté almenys un 98% d'alumini pur, silici no més del 0,3%, ferro no més del 0,2%

Per a la producció de peces en viu, utilitzeu aliatges d'alumini amb altres metalls, per exemple: duralumini - un aliatge d'alumini amb coure i manganès.

Silumin - un aliatge lleuger d'alumini amb una barreja de silici, magnesi i manganès.

Els aliatges d'alumini tenen bones propietats de fosa i una alta resistència mecànica.

Els següents són els aliatges d'alumini més utilitzats en enginyeria elèctrica:

Aliatge d'alumini forjat de classe AD amb alumini no inferior a 98,8 i altres impureses fins a 1,2.

Aliatge d'alumini forjat classe AD1 amb alumini no inferior a 99,3 i altres impureses fins a 0,7.

Aliatge d'alumini forjat, classe AD31 amb alumini 97,35 — 98,15 i altres impureses 1,85 -2,65.

Els aliatges dels graus AD i AD1 s'utilitzen per a la fabricació de carcasses i matrius per a suports de maquinari. Els perfils i gomes utilitzats per als cables elèctrics estan fets d'aliatge de grau AD31.

Els productes d'aliatge d'alumini, com a resultat del tractament tèrmic, adquireixen un límit màxim de resistència i densitat (fluència).

Ferro — punt de fusió 1539 ° C. La densitat del ferro és de 7,87. El ferro es dissol en àcids, s'oxida pels halògens i l'oxigen.

En enginyeria elèctrica s'utilitzen diferents tipus d'acer, per exemple:

Acers al carboni: aliatges forjats de ferro amb carboni i altres impureses metal·lúrgiques.

Resistència dels acers al carboni 0,103 — 0,204 ohms x mm2/m.

Acers aliats: aliatges amb addicions de crom, níquel i altres elements afegits a l'acer al carboni.

Els acers són bons propietats magnètiques.

Com a additius en aliatges, així com per a la producció i rendiment de soldadura recobriments protectors Els metalls elèctricament conductors s'utilitzen àmpliament:

El cadmi és un metall mal·leable. El punt de fusió del cadmi és de 321 ° C. Resistència 0,1 ohm x mm2/m En enginyeria elèctrica, el cadmi s'utilitza per preparar soldadures de baixa fusió i per a recobriments protectors (recobriment de cadmi) a la superfície dels metalls. Pel que fa a les seves propietats anticorrosives, el cadmi és proper al zinc, però els recobriments de cadmi són menys porosos i s'apliquen en una capa més fina que el zinc.

Níquel — punt de fusió 1455 ° C. Resistència del níquel 0,068 — 0,072 ohm x mm2/m A temperatures normals no s'oxida per l'oxigen atmosfèric. El níquel s'utilitza en aliatges i per a un recobriment protector (níquel) a la superfície dels metalls.

Estany - punt de fusió 231,9 ° C. Resistència de l'estany 0,124 - 0,116 ohm x mm2 / m. L'estany s'utilitza per soldar un recobriment protector (estanyat) de metalls en forma pura i en forma d'aliatge amb altres metalls.

Plom — punt de fusió 327,4 ° C. Resistivitat 0,217 — 0,227 ohm x mm2/ m. El plom s'utilitza en aliatges amb altres metalls com a material resistent als àcids. S'afegeix als aliatges de soldadura (soldadures).

Plata: un metall molt mal·leable. El punt de fusió de la plata és de 960,5 ° C. La plata és el millor conductor de calor i electricitat.Resistència de plata 0,015 — 0,016 ohm x mm2/m La plata s'utilitza per a un recobriment protector (plata) a la superfície dels metalls.

Antimoni - metall trencadís brillant, punt de fusió 631 ° C. L'antimoni s'utilitza com a additius en aliatges de soldadura (soldadura).

Crom: un metall dur i brillant. Punt de fusió 1830 ° C. No canvia en l'aire a temperatures normals. Resistència al crom 0,026 ohm x mm2/m El crom s'utilitza en aliatges i per al recobriment protector (cromat) de superfícies metàl·liques.

Zinc — punt de fusió 419,4 ° C. Resistència del zinc 0,053 — 0,062 ohm x mm2/ m. En l'aire humit, el zinc s'oxida, cobrint-se d'una capa d'òxid que protegeix contra influències químiques posteriors. En enginyeria elèctrica, el zinc s'utilitza com a additiu en aliatges i soldadures, així com per a un recobriment protector (galvanització) a les superfícies de les peces metàl·liques.